|
La fatiga tèrmica podria ser definida
com la fatiga mecànica provocada pels canvis tèrmics repetitius a què es
veuen sotmesos els materials, els mecanismes i els sistemes en general,
en les seves condicions de servei.
Diem "fatiga mecànica provocada per canvis tèrmics", perquè en realitat
està generada per variacions dimensionals sistemàtiques de les
estructures constituents dels materials, tant inorgàniques com
orgàniques, metalogràfiques, macromoleculars, etc., així com també de
qualsevol mecanisme, siguin simples (coexistència de materials amb
coeficients de dilatació homogenis), o complexos (com en el cas
d'elements constituïts per materials els coeficients de dilatació del
qual són clarament diferenciats).
La magnitud de la fatiga tèrmica sobrevinguda depèn de factors molt
diversos:
-
Valor absolut de la diferència
tèrmica compresa entre la temperatura més baixa i la més alta.
- Límit de temperatura sota zero.
- Límit de temperatura sobre zero.
- Velocitat de canvi tèrmic en ascens i en descens (gradients tèrmics
d'escalfament i refredament).
- Temps de permanència en cada nivell tèrmic.
- Nombre de cicles repetitius.
- Esforços dinàmics addicionals en condicions d'ús.
- Composició i naturalesa dels
especimens:
Materials simples o compostos, la seva massa relativa, conductivitat
tèrmica, coeficients de dilatació lineal, punt de reblaniment vicat,
punt de fusió, punt de congelació, límit elàstic, graus de duresa,
resistència al desgast, resistència a l'impacte en va fregir i a cop
calent, límit de ruptura i deformació a tracció, compressió, flexió,
torsió, etc., etc.
- Sistemes i mecanismes formats per materials de resposta tèrmica
diferenciada.
Entre d'altres.
Com a resum, i sense entrar en majors tecnicismes, podríem dir que
l'efecte repetitiu de la deformació de la variació dimensional dels
materials, per acció de contraccions i dilatacions sistemàtiques, és la
que provoca la fatiga estructural dels mateixos, amb la conseqüència
d'una disminució de la resistència a les condicions d'ús.
El mateix és aplicable a mecanismes complexos, automatismes i sistemes
en general, amb l'agreujant que en aquests casos les conseqüències són
d'efecte multiplicador.
Del coneixement exhaustiu del comportament dels productes, dependrà la
determinació de la fiabilitat dels mateixos i de la seva vida útil.
Per dur a terme els assaigs de fatiga tèrmica a escala de laboratori,
s'empren les cambres i els bancs d'assaigs.
Cambres d'assaigs:
Poden ser d'un sol recinte, en el qual es programen els gradients de
refredament i escalfament, els límits mínim i màxim fred/calor, i el
nombre de cicles repetitius, i de dos recintes, en el cas dels quals les
mostres passen de les altes a baixes temperatures, i viceversa, de forma
instantània.
En la imatge s'ofereix una cambra de xoc tèrmic sobtat de tres
compartiments, segons MIL STD 810-D amb cambra intermèdia ambiental.
Bancs d'assaigs:
Els bancs d'assaigs estan formats per les cambres anteriorment descrites,
a les quals se'ls addicionen sistemes dinàmics per a la realització
d'esforços mecànics en condicions accelerades d'ús.
CCI ve desenvolupant des de l'any 1967 cambres d'assaigs climàtics i de
simulació ambiental per a investigació i control de qualitat. Referent a
això és de destacar que CCI ha desenvolupat aquest tipus de cambres
climàtiques per a les entitats de la màxima rellevància i els centres
d'investigació més prestigiosos existents en l'actualitat, tals com el
Consell Superior d'Investigacions Científiques, INTA, AIRBUS, CASA, etc.
www.cci-calidad.com |
